导语
油菜作为全球第二重要的油料作物,在农业生产中发挥着关键作用,其产量、种子油含量(SOC)、油质、抗病性和抗逆性等特性极大地决定了其生产和经济价值。然而,由于其特殊的起源和进化历史,油菜拥有多倍体基因组,因此比二倍体作物具有更复杂的序列组成和调控机制,增加了候选位点和基因的精细定位难度。目前,利用强大的多组学技术和分析工具,已经有效地鉴定出了大量与油菜重要性状相关的遗传位点和候选基因。然而,这种鉴定仍然相当耗时,并且大多数已识别的候选位点或基因对表型的调控机制仍然不明确。
当前,已有基于基因组、转录组和群体遗传变异等多组学数据,开发的相关组学工具。
并构建了:
BnPIR(http://cbi.hzau.edu.cn/bnapus/)
BnTIR (http://yanglab.hzau.edu.cn/BnTIR/)
BnVIR (http://yanglab.hzau.edu.cn/BnVIR/) 等数据库。
然而,仍缺乏整合多组学数据的一个平台,以帮助油菜籽的遗传育种和功能基因组学分析。BnIR:一个用于甘蓝型油菜研究和育种的多组学数据库解决了这个困难。该数据库包含6种组学数据,相关成果发表在了《Molecular Plant》期刊上,影响因子高达27.5分!
文献标题:BnIR: A multi-omics database with various tools for Brassica napus research and breeding
发表期刊:Molecular Plant
影响因子:27.5
发表时间:2023.04.03
数据库访问地址:https://yanglab.hzau.edu.cn/BnIR
数据库概览BnIR数据库内容及功能
该数据库共包含6种组学数据,整合了29个油菜以及近缘物种的基因组、2791个油菜组织样本的转录组、2311个样本的群体遗传变异数据、118个表型、266个代谢物含量以及多种表观基因组学数据(包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质可及性和染色质交互强度等)组成的公共多组学数据。此外,基于群体多组学数据,利用全基因组关联分析、表达数量性状位点定位、孟德尔随机化和共定位分析等多种分析策略,对不同组学数据进行了关联与整合。相关数据及结果储存在数据库的多组学模块,以方便用户进行快速检索、分析和利用。
根据收集的群体多组学数据,作者进行了GWAS、eQTL和TWAS分析,以挖掘与表型相关的候选基因和遗传变异。GWAS鉴定出了379个位点与55个表型显著相关,涉及2119个候选基因。利用来自309个材料的20和40天叶龄种子的群体基因表达数据集,鉴定出了1,118,218个eQTLs,涉及968,375个lead SNP(eSNPs)和33,507个基因(eGenes),其中包括356,112个ciseQTLs和762,106个trans-eQTLs。TWAS鉴定出了3724个基因与124个表型显著相关。
接下来,为了更精确地识别与表型相关的候选基因,作者结合了三个组学数据集,进行了基于GWAS和eQTL结果的共定位分析和SMR分析。结果显示,共位分析鉴定出了130个基因与24个表型数据集显著相关,而SMR则鉴定出了298个基因与45个表型数据集显著相关。通过结合TWAS、共位分析和SMR结果,总共发现了3991个基因与131个表型显著相关。基于以上结果,作者设计了在多组学数据库中方便浏览和使用这些数据集的GWAS、eQTL、TWAS、共位分析(COLOC)和SMR模块。
总之,该数据库可以用于未来的油菜育种和功能基因组学研究。未来,随着更多多组学数据集的发布,该数据库将持续更新。并且,应用更多新开发的高效多组学方法,挖掘与性状相关的更多候选位点和基因,使BnIR成为油菜研究中更有用的平台。
·元莘生物组学数据库开发
参考文献
Yang Z, Wang S, Wei L, Huang Y, Liu D, Jia Y, Luo C, Lin Y, Liang C, Hu Y, Dai C, Guo L, Zhou Y, Yang QY. BnIR: A multi-omics database with various tools for Brassica napus research and breeding. Mol Plant. 2023 Apr 3;16(4):775-789. doi: 10.1016/j.molp.2023.03.007. Epub 2023 Mar 14. PMID: 36919242.